JP2021160986A - Cement composition, and cement composition production method - Google Patents
Cement composition, and cement composition production method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021160986A JP2021160986A JP2020064404A JP2020064404A JP2021160986A JP 2021160986 A JP2021160986 A JP 2021160986A JP 2020064404 A JP2020064404 A JP 2020064404A JP 2020064404 A JP2020064404 A JP 2020064404A JP 2021160986 A JP2021160986 A JP 2021160986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- gypsum
- content
- cement
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 236
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 125
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 112
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 112
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 claims abstract description 70
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 41
- 241001504564 Boops boops Species 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 56
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 26
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 26
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 31
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000002585 base Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 14
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 7
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- ALWXETURCOIGIZ-UHFFFAOYSA-N 1-nitropropylbenzene Chemical compound CCC([N+]([O-])=O)C1=CC=CC=C1 ALWXETURCOIGIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 description 1
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 1
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011738 major mineral Substances 0.000 description 1
- 235000011963 major mineral Nutrition 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
本開示は、セメント組成物、及びセメント組成物の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a cement composition and a method for producing the cement composition.
早強ポルトランドセメントや白色ポルトランドセメント等では、早期の強度発現や凝結の緩和を目的として、石膏の添加量が普通ポルトランドセメントと比べて高くなる場合がある。しかし、セメント中のＳＯ３量が増加することで、遅延エトリンガイト形成（ＤＥＦ）が発生しやすくなり、セメント硬化体にひび割れ等の劣化現象が発生する危険性が高まる。実際に早強ポルトランドセメントや白色ポルトランドセメントではＤＥＦに伴うセメント硬化体の膨張が生じやすいことが報告されている（非特許文献１）。 In early-strength Portland cement, white Portland cement, etc., the amount of gypsum added may be higher than that of ordinary Portland cement for the purpose of early development of strength and alleviation of condensation. However, by SO 3 content in the cement is increased, the delay ettringite formation (DEF) is likely to occur, degradation phenomenon such as cracks are increases risk of developing the hardened cement. In fact, it has been reported that early-strength Portland cement and white Portland cement are prone to swelling of hardened cement due to DEF (Non-Patent Document 1).
ＤＥＦとは、以下のようなエトリンガイトの再生成現象のことをいう。まず、初期の高温養生及びセメント組成物の発熱によって、コンクリート内部の温度が著しく上昇することで、本来初期に生成するべきエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏで表される化合物）の分解が発生する。その後、コンクリートの供用中に水分が供給されることによって、エトリンガイトが再生成する現象が生じる。またエトリンガイトは結晶化に伴い膨張することが知られており、ＤＥＦが原因となって硬化体組織に膨張が生じ、コンクリートにひび割れ等の深刻な劣化を引き起こしている。例えば、非特許文献２では、国内のコンクリート二次製品（プレキャストコンクリート製品）の膨張事例が報告されている。ＳＯ３量やＣ３Ａ量の多い白色セメントが蒸気養生によって高温履歴を受けることで、ＤＥＦにともなう膨張による劣化を受けていることが報告されている。 DEF refers to the following ettringite regeneration phenomenon. First, as represented by the heat generation of the initial high-temperature curing and cement compositions, that the temperature inside the concrete is increased significantly, in the original ettringite to be initially generated (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O Decomposition of compound) occurs. After that, when water is supplied during the operation of concrete, a phenomenon occurs in which ettringite is regenerated. Further, it is known that ettringite expands with crystallization, and DEF causes expansion of the cured body structure, causing serious deterioration such as cracks in concrete. For example, Non-Patent Document 2 reports an example of expansion of a domestic concrete secondary product (precast concrete product). It has been reported that white cement with a large amount of SO 3 and C 3 A is deteriorated by expansion due to DEF due to high temperature history due to steam curing.
ＤＥＦを抑制する方策が種々検討されている。非特許文献３では、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントよりも、低熱ポルトランドセメントや中庸熱ポルトランドセメントを使用した場合の方がＤＥＦによる膨張が生じにくいことが示されている。しかし、これらのＤＥＦに伴う膨張を抑制するセメントでは、発熱抑制等の目的でＣ３Ａ量が低く設定されており、原料に添加できる単位セメント量あたりの廃棄物使用量が低下するという問題がある。 Various measures to suppress DEF have been studied. Non-Patent Document 3 shows that expansion due to DEF is less likely to occur when low-heat Portland cement or moderate-heat Portland cement is used than when ordinary Portland cement or early-strength Portland cement is used. However, the expansion suppressing cement associated with these DEF, a problem that C 3 A content for the purpose of suppressing heat generation is set low, waste consumption per unit cement amount that can be added to the raw material is reduced be.
セメントの原料であるセメントクリンカーは、その製造工程におけるＣＯ２排出量が多いことが知られている。地球温暖化防止の観点から、セメント組成物におけるセメントの含有量を低下させるため、石炭灰等の混合材の含有量を今後さらに増加させることが望まれている。混合材として、石炭灰以外に、例えば、石灰石等も知られている。ＣＯ２排出量制限の観点からは石灰石の配合が有効であるが、石灰石の添加はＤＥＦの促進を招くことが報告されている(例えば、非特許文献３)。 Cement clinker, which is a raw material for cement, is known to emit a large amount of CO 2 in its manufacturing process. From the viewpoint of preventing global warming, it is desired to further increase the content of a mixed material such as coal ash in order to reduce the content of cement in the cement composition. As a mixed material, for example, limestone and the like are also known in addition to coal ash. Although the formulation of limestone is effective from the viewpoint of limiting CO 2 emissions, it has been reported that the addition of limestone leads to the promotion of DEF (for example, Non-Patent Document 3).
二次製品の製造では型枠回転率を上げ、歩留まりを向上させるため、高温養生後の脱型時の強度が必要とされる。特許文献１には、セメント組成物に塩素バイパスダストを添加することで、脱型時の圧縮強さを十分に向上させるセメント組成物、当該セメント組成物を用いて調製されたモルタル及びコンクリートが開示されている。 In the manufacture of secondary products, in order to increase the mold turnover rate and improve the yield, strength at the time of demolding after high temperature curing is required. Patent Document 1 discloses a cement composition that sufficiently improves the compressive strength at the time of demolding by adding chlorine bypass dust to the cement composition, and mortar and concrete prepared by using the cement composition. Has been done.
上記の対策において、低熱ポルトランドセメントや中庸熱ポルトランドセメントでは単位セメント量あたりのＣ３Ａ量が低く、原材料への廃棄物使用量が少なくなってしまうという問題がある。しかし、Ｃ３Ａ量が高い場合にはＤＥＦの発生や脱型強度の低下を生じる恐れがある。また上述のとおりＳＯ３量が高い場合にはＤＥＦ発生によるセメント硬化体の劣化の危険性が高くなる。 In the above measures, the low thermal portland cement and moderate heat portland cement low C 3 A per unit amount cement, there is a problem that becomes less waste amount to the raw material. However, when the C 3 A content is high which may cause a decrease in the occurrence and demolding strength of DEF. The risk of deterioration of the hardened cement body according to DEF occurrence is high when high as SO 3 of above.
本開示は、セメント製造時のＣＯ２排出量を従前よりも低減して製造することが可能であり、ＳＯ３量及びＣ３Ａ量が多い場合でも、ＤＥＦにともなう膨張を抑制し、且つ高温養生後の脱型時の圧縮強さに優れるセメント硬化体を製造可能なセメント組成物、及びその製造方法を提供することを目的とする。 According to the present disclosure, it is possible to reduce CO 2 emissions during cement production as compared with the conventional one, and even when the amount of SO 3 and C 3 A is large, the expansion due to DEF is suppressed and the temperature is high. It is an object of the present invention to provide a cement composition capable of producing a hardened cement product having excellent compressive strength at the time of demolding after curing, and a method for producing the same.
本開示は、Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ３Ｓ量が２０．０〜８０．０質量％であり、Ｃ３Ａ量が６．０〜１５．０質量％であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を含有し、上記石膏の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％として、ＳＯ３換算で１．８〜３．５質量％であり、上記混合材の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％であり、上記Ｃ３Ｓ量と、上記Ｃ３Ａ量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、上記石膏に由来するＳＯ３量とが、［Ｃ３Ｓ量（質量％）］≦α×［Ｃ３Ａ量（質量％）−９．０］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β−１０．０×［ＳＯ３量（質量％）］ …式（１）［上記式（１）におて、上記αは、α＝（−２．５×［ＳＯ３量（質量％）］）×（１００−［半水石膏割合（質量％）］）／１００ …式（２）で表され、上記半水石膏割合は上記石膏全量に対する半水石膏の割合を示し、上記半水石膏割合は０〜９０質量％であり、上記βは７５．０以下の実数である。］の関係を満たす、セメント組成物を提供する。 The present disclosure is C 3 S content is 20.0 to 80.0 wt% as calculated by the Bogue formulas, the cement clinker is a C 3 A quantity from 6.0 to 15.0% by weight, and plaster, and mixed material, containing the content of the gypsum, the cement clinker, the total amount of the gypsum and the mixed material as 100 mass%, of 1.8 to 3.5 mass% converted to SO 3, the content of the mixed material, the cement clinker, as 100% by mass of the total amount of the gypsum and the mixed material is from 2.0 to 30.0 wt%, the a C 3 S content, the C 3 a the amount and, the cement clinker, and the content of coal ash for the total content of the gypsum and the mixed material 100 wt%, and a SO 3 content derived from the gypsum, [C 3 S content (wt%) ] ≤ α x [C 3 A amount (mass%) -9.0] + 2.0 x [coal ash content (mass%)] + β-10.0 x [SO 3 amount (mass%)] ... (1) [In the above formula (1), the above α is α = (-2.5 × [SO 3 amount (mass%)]) × (100- [semi-gypsum ratio (mass%)]) / 100 ... The ratio of hemihydrate gypsum indicates the ratio of hemihydrate gypsum to the total amount of the above gypsum, the ratio of the above hemihydrate gypsum is 0 to 90% by mass, and the above β is 75.0 or less. Is a real number of. ] To provide a cement composition that satisfies the relationship.
上記セメント組成物は、Ｃ３Ａ量が比較的高いセメントクリンカーと、石膏とを含有し、上記石膏の含有量も比較的多くなっているが、上記Ｃ３Ｓ量と、上記Ｃ３Ａ量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、上記石膏に由来するＳＯ３量とが上記式（１）の関係を充足することによって、ＤＥＦにともなう膨張を抑制し、且つ高温養生後の脱型時の圧縮強さに優れるセメント硬化体を製造可能である。上述のような効果が得られる理由は定かではないが、Ｃ３Ｓ量、Ｃ３Ａ量及びＳＯ３量が高いほどＤＥＦが生じやすく、石炭灰の含有量及び半水石膏が増加するほどＤＥＦを抑制するため、Ｃ３Ａ量と石炭灰含有量とＳＯ３量と半水石膏割合に応じてＣ３Ｓ量を調整する必要があるためであると本発明者らは推測する。 It said cement composition has a relatively high cement clinker C 3 A content, contains a gypsum content of the gypsum also becomes relatively large, but the C 3 S content and, the C 3 A content The total content of the cement clinker, the gypsum and the mixture is 100% by mass, and the content of coal ash and the amount of SO 3 derived from the gypsum satisfy the relationship of the above formula (1). Therefore, it is possible to produce a hardened cement product which suppresses expansion due to DEF and has excellent compressive strength at the time of demolding after high temperature curing. Although no reason is uncertain obtained advantages as described above, C 3 S content, C 3 A content and SO 3 weight higher DEF is likely to occur, as the content and hemihydrate gypsum coal ash increases DEF to suppress, C 3 a content and coal ash content and the SO 3 content and gypsum hemihydrate proportions depending on the C 3 present inventors that this is because it is necessary to adjust the S content guess.
上記セメントクリンカーがＳＯ３及びＲ２Ｏを含み、上記セメントクリンカー１００質量％における、上記ＳＯ３量が０．１０〜２．００質量％であり、且つ上記Ｒ２Ｏ量が０．１０〜２．００質量％であってよい。セメントクリンカーが上述の組成を有することによって、ＤＥＦを抑制しつつ、適切な可使時間を得ることができる。 The cement clinker contains SO 3 and R 2 O, the amount of SO 3 is 0.10 to 2.00% by mass, and the amount of R 2 O is 0.10 to 2 in 100% by mass of the cement clinker. It may be 0.00% by mass. By having the above-mentioned composition of the cement clinker, it is possible to obtain an appropriate pot life while suppressing DEF.
上記セメント組成物は、ブレーン比表面積が３０００〜６０００ｃｍ２／ｇであってよい。セメント組成物のブレーン比表面積が上記範囲内であることで、セメント組成物の十分な強度発現性と適切な水和発熱を両立できる。 The cement composition may have a brain specific surface area of 3000 to 6000 cm 2 / g. When the brain specific surface area of the cement composition is within the above range, it is possible to achieve both sufficient strength development of the cement composition and appropriate heat generation of hydration.
上記混合材が石灰石を含み、上記石灰石の含有量が、上記混合材の全量を基準として、２．０〜２２．５質量％であってよい。混合材として石灰石を所定量で含有することによって、ＣＯ２排出量を従前よりも低減し、セメント組成物の水和熱を低減し、脱型強度を増進できる。 The mixed material contains limestone, and the content of the limestone may be 2.0 to 22.5% by mass based on the total amount of the mixed material. By containing limestone as a mixed material in a predetermined amount, CO 2 emissions can be reduced, the heat of hydration of the cement composition can be reduced, and the demolding strength can be increased.
上記混合材が石炭灰を含み、上記石炭灰の含有量が、上記混合材の全量を基準として、１５．０〜８５．０質量％であってよい。石炭灰の含有量が上記範囲内であることで、セメント組成物の水和熱を低減し、脱型強度を増進できる。 The mixed material contains coal ash, and the content of the coal ash may be 15.0 to 85.0% by mass based on the total amount of the mixed material. When the content of coal ash is within the above range, the heat of hydration of the cement composition can be reduced and the demolding strength can be increased.
上記石炭灰のブレーン比表面積が３９００〜１００００ｃｍ２／ｇであってよい。石炭灰のブレーン比表面積が上記範囲内であることで、ＤＥＦ膨張を抑制し、強度を増進できる。 The brain specific surface area of the coal ash may be 3900 to 10000 cm 2 / g. When the brain specific surface area of coal ash is within the above range, DEF expansion can be suppressed and strength can be increased.
上記石炭灰は、４μｍ残分が４０〜８５体積％であり、且つ３２μｍ残分が０〜２０．０体積％であってよい。石炭灰が上述のような粒度分布を有することによって、強度を増進し、ＤＥＦを抑制しつつ、断熱温度上昇を低下できる。 The coal ash may have a 4 μm residue of 40 to 85% by volume and a 32 μm residue of 0 to 20.0% by volume. Since the coal ash has the particle size distribution as described above, the strength can be increased, the DEF can be suppressed, and the increase in the adiabatic temperature can be reduced.
上記セメント組成物は、硬化促進剤を更に含有し、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量１００質量部に対する上記硬化促進剤の含有量が０．１〜２０．０質量部であってよい。硬化促進剤を所定量で含有することによって、初期強度を増進しつつ、適切なワーカビリティを得ることができる。 The cement composition further contains a curing accelerator, and the content of the curing accelerator is 0.1 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cement clinker, the gypsum and the mixture. You can. By containing the curing accelerator in a predetermined amount, it is possible to obtain appropriate workability while increasing the initial strength.
本開示の一側面は、Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ３Ｓ量が２０．０〜８０．０質量％であり、Ｃ３Ａ量が６．０〜１５．０質量％であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を混合する工程を備え、上記工程において、上記石膏の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％としてＳＯ３換算で１．８〜３．５質量％となり、上記混合材の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％となり、上記Ｃ３Ｓ量と、上記Ｃ３Ａ量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、上記石膏に由来するＳＯ３量とが、［Ｃ３Ｓ量（質量％）］≦α×［Ｃ３Ａ量（質量％）−９．０］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β−１０．０×［ＳＯ３量（質量％）］ …式（１）、［上記式（１）において、上記αは、α＝（−２．５×［ＳＯ３量（質量％）］）×（１００−［半水石膏割合（質量％）］）／１００ …式（２）で表され、上記半水石膏割合は上記石膏全量に対する半水石膏の割合を示し、上記半水石膏割合は０〜９０質量％であり、上記βは７５．０以下の実数である。］の関係を満たすように、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の配合を調整することを特徴とする、セメント組成物の製造方法。 One aspect of the present disclosure is a C 3 S content is 20.0 to 80.0 wt% as calculated by the Bogue formulas, the cement clinker is a C 3 A quantity from 6.0 to 15.0 wt%, A step of mixing the gypsum and the mixed material is provided, and in the above step, the content of the gypsum is 1.8 in terms of SO 3 with the total amount of the gypsum clinker, the gypsum and the mixed material as 100% by mass. next to 3.5 wt%, the content of the mixed material, the cement clinker, as 100% by mass of the total amount of the gypsum and the mixed material, becomes 2.0 to 30.0 wt%, the C 3 S the amount, and the C 3 a content, the cement clinker, and the content of coal ash for the total content of the gypsum and the mixed material 100 wt%, and a SO 3 content derived from the gypsum, [C 3 S amount (mass%)] ≤ α x [C 3 A amount (mass%) -9.0] + 2.0 x [coal ash content (mass%)] + β-10.0 x [SO 3 amount] (wt%)] equation (1), [in the formula (1), the alpha is, α = (- 2.5 × [ SO 3 content (wt%)]) × (100- [hemihydrate gypsum ratio (Mass%)]) / 100 ... The ratio of hemihydrate gypsum indicates the ratio of hemihydrate gypsum to the total amount of the above gypsum, and the ratio of the hemihydrate gypsum is 0 to 90% by mass. β is a real number of 75.0 or less. ], The method for producing a cement composition, which comprises adjusting the composition of the cement clinker, the gypsum and the mixture so as to satisfy the relationship.
上記セメント組成物の製造方法は、Ｃ３Ａ量が比較的高いセメントクリンカーと、石膏とを含有し、上記石膏の含有量も比較的多くなるようにセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を混合する工程を備えるが、上記Ｃ３Ｓ量と、上記Ｃ３Ａ量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、上記石膏に由来するＳＯ３量とが、下記式（１）の関係を満たすように配合を調整することによって、得られるセメント組成物は、ＤＥＦにともなう膨張を抑制し、且つ高温養生後の脱型時の圧縮強さに優れるセメント硬化体を製造可能である。 Method for producing the cement composition, the C 3 A content is relatively high cement clinker, containing a plaster, and cement clinker to be made relatively large amount of the gypsum, and plaster, and mixed material, Although comprising a step of mixing, and the C 3 S content and the C 3 a content, and the content of coal ash for the cement clinker, the total content of the gypsum and the mixed material 100 wt%, the By adjusting the composition so that the amount of SO 3 derived from gypsum satisfies the relationship of the following formula (1), the obtained cement composition suppresses expansion due to DEF and is demolded after high temperature curing. It is possible to produce a hardened cement product having excellent compressive strength at the time.
本開示によれば、セメント製造時のＣＯ２排出量を従前よりも低減して製造することが可能であり、ＳＯ３量及びＣ３Ａ量が多い場合でも、ＤＥＦにともなう膨張を抑制し、高温養生後の脱型時の圧縮強さに優れるセメント硬化体を製造可能なセメント組成物、及びその製造方法を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce CO 2 emissions during cement production as compared with the conventional one, and even when the amount of SO 3 and C 3 A is large, the expansion due to DEF is suppressed. It is possible to provide a cement composition capable of producing a hardened cement product having excellent compressive strength at the time of demolding after high temperature curing, and a method for producing the same.
以下、本開示の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。なお、以下の説明では、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数字）と記載した場合、特に断らない限り「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. However, the following embodiments are examples for explaining the present disclosure, and are not intended to limit the present disclosure to the following contents. In the following description, when "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers) is described, it means "X or more and Y or less" unless otherwise specified.
セメント組成物の一実施形態は、Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ３Ｓ量が２０．０〜８０．０質量％であり、Ｃ３Ａ量が６．０〜１５．０質量％であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を含有する。上記石膏の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％として、ＳＯ３換算で１．８〜３．５質量％である。上記混合材の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％である。 An embodiment of a cement composition, C 3 S amount calculated by the Bogue formula of 20.0 to 80.0 wt%, the cement clinker C 3 A content is from 6.0 to 15.0 wt% , Gypsum, and a mixture. The content of the gypsum is 1.8 to 3.5% by mass in terms of SO 3 when the total amount of the cement clinker, the gypsum and the mixed material is 100% by mass. The content of the mixed material is 2.0 to 30.0% by mass, where the total amount of the cement clinker, the gypsum and the mixed material is 100% by mass.
上記セメント組成物は、上記Ｃ３Ｓ量と、上記Ｃ３Ａ量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する上記石膏に由来するＳＯ３量とが、以下の式（１）の関係を満たす。なお、石炭灰の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を基準として、０〜２２．５質量％である。 The cement composition, and the C 3 S content and the C 3 A content, the cement clinker, and the content of coal ash for 100 wt% of the total content of the gypsum and the mixed material, the cement clinker , The total content of the gypsum and the mixed material is 100% by mass , and the amount of SO 3 derived from the gypsum satisfies the relationship of the following formula (1). The content of coal ash is 0 to 22.5% by mass based on the total content of the cement clinker, the gypsum, and the mixed material.
［Ｃ３Ｓ量（質量％）］≦α×［Ｃ３Ａ量（質量％）−９．０］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β−１０．０×［ＳＯ３量（質量％）］ …式（１） [C 3 S amount (mass%)] ≤ α x [C 3 A amount (mass%) -9.0] + 2.0 x [coal ash content (mass%)] + β-10.0 x [SO 3 quantities (mass%)]… Equation (1)
上記式（１）において、上記αは、下記式（２）で表される値である。上記式（１）における、上記βは７５．０以下の整数であるが、好ましくは７５．０であり、より好ましくは７０．０であり、更に好ましくは６５．０である。 In the above formula (1), the above α is a value represented by the following formula (2). In the above formula (1), the above β is an integer of 75.0 or less, preferably 75.0, more preferably 70.0, and further preferably 65.0.
α＝（−２．５×［ＳＯ３量（質量％）］）×（１００−［半水石膏割合（質量％）］）／１００ …式（２） α = (-2.5 x [SO 3 amount (mass%)]) x (100- [semi-gypsum ratio (mass%)]) / 100 ... Equation (2)
上記式（２）における半水石膏割合はセメント組成物中の石膏の全量に対する半水石膏の割合（質量％）を示し、下記式（３）で求められる値を意味する。下記式（３）における「全質量」とは、セメントクリンカーと石膏とを粉砕したベースセメント中に内添加された石膏、及びベースセメントに外添加される石膏等を含む、セメント組成物中の全ての石膏の質量の総和を意味する。なお、上記セメント組成物においては、上記半水石膏割合は０〜９０質量％である。 The ratio of hemihydrate gypsum in the above formula (2) indicates the ratio (mass%) of hemihydrate gypsum to the total amount of gypsum in the cement composition, and means the value obtained by the following formula (3). The "total mass" in the following formula (3) is all in the cement composition including gypsum internally added to the base cement obtained by crushing cement clinker and gypsum, and gypsum externally added to the base cement. It means the total mass of gypsum. In the cement composition, the ratio of the hemihydrate gypsum is 0 to 90% by mass.
［半水石膏割合（質量％）］＝１００×［半水石膏の全質量（質量％）］／［石膏の全質量（質量％）］ …式（３） [Semi-hydrated gypsum ratio (mass%)] = 100 × [total mass of hemihydrate gypsum (mass%)] / [total mass of gypsum (mass%)]… Equation (3)
Ｂｏｇｕｅ式とは、化学組成によってセメント中の主要鉱物の含有量を算定する式として広く用いられる式である。以下に示すＢｏｇｕｅ式を用いることによって、セメントクリンカー中のケイ酸三カルシウム（３ＣａＯ・ＳｉＯ２，Ｃ３Ｓで示す。）、ケイ酸二カルシウム（２ＣａＯ・ＳｉＯ２，Ｃ２Ｓで示す。）、及びアルミン酸三カルシウム（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３，Ｃ３Ａで示す。）の含有量を算出することができる。なお、下記式中の「％」は「質量％」を意味する。 The Bougue formula is a formula widely used as a formula for calculating the content of major minerals in cement based on the chemical composition. By using the Bogue formula shown below, the cement clinker in the tricalcium silicate (indicated by 3CaO · SiO 2, C 3 S .), Dicalcium silicate (. Indicated by 2CaO · SiO 2, C 2 S ), and it is possible to calculate the content of tricalcium aluminate (3CaO · Al 2 O 3, shown in C 3 a.). In addition, "%" in the following formula means "mass%".
＜Ｂｏｇｕｅ式＞
Ｃ３Ｓ［％］＝（４.０７×ＣａＯ［％］）−（７．６０×ＳｉＯ２［％］）−（６．７２×Ａｌ２Ｏ３［％］）−（１．４３×Ｆｅ２Ｏ３［％］）−（２．８５×ＳＯ３［％］）
Ｃ２Ｓ［％］＝（２．８７×ＳｉＯ２［％］）−（０．７５４×Ｃ３Ｓ［％］）
Ｃ３Ａ［％］＝（２．６５×Ａｌ２Ｏ３［％］）−（１．６９×Ｆｅ２Ｏ３［％］）
Ｃ４ＡＦ［％］＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３［％］
<Bogue type>
C 3 S [%] = (4.07 × CaO [%])-(7.60 × SiO 2 [%])-(6.72 × Al 2 O 3 [%])-(1.43 × Fe 2 O 3 [%])-(2.85 x SO 3 [%])
C 2 S [%] = (2.87 x SiO 2 [%])-(0.754 x C 3 S [%])
C 3 A [%] = (2.65 x Al 2 O 3 [%])-(1.69 x Fe 2 O 3 [%])
C 4 AF [%] = 3.04 × Fe 2 O 3 [%]
セメントクリンカーにおける、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦといった間隙相量が多くなるように設計することによって、セメントクリンカー原料となる石炭灰やスラグ等のＡｌやＦeを多く含む廃棄物・副産物利用量を増加させることができ、環境負荷低減の観点から望ましいセメント組成物を提供できる。 In the cement clinker, by designing C 3 A and C 4 such that a gap phase amount increases like AF, increased waste and by-products usage rich in Al and Fe in the coal ash or slag or the like to be cement clinker raw material It is possible to provide a desirable cement composition from the viewpoint of reducing the environmental load.
セメントクリンカーにおけるＣ３Ｓ量の下限値は、２０．０質量％以上であるが、好ましくは３０．０質量％以上であり、より好ましくは３３．０質量％以上であり、更に好ましくは３７．０質量％以上であり、更により好ましくは４１．０質量％以上であり、特に好ましくは４５．０質量％以上である。Ｃ３Ｓ量の下限値が上記範囲内であることによって、セメント組成物の硬化における初期強度をより向上させることができる。セメントクリンカーにおけるＣ３Ｓ量の上限値は、８０．０質量％以下であるが、好ましくは６５．０質量％以下であり、より好ましくは６０．０質量％以下であり、更に好ましくは５４．０質量％以下であり、特に好ましくは４８．０質量％以下である。Ｃ３Ｓ量の上限値が上記範囲内であることによって、セメント組成物の硬化時における発熱をより抑制しエトリンガイトの分解を抑制することができ、ＤＥＦの発生を更に抑制することができる。なお、Ｃ３Ｓ量が８０．０質量％を超えるとセメントクリンカーの調製も難しくなる。 The lower limit of C 3 S content in the cement clinker is not less than 20.0 mass%, preferably not less than 30.0 mass%, more preferably at least 33.0 wt%, more preferably 37. It is 0% by mass or more, more preferably 41.0% by mass or more, and particularly preferably 45.0% by mass or more. When the lower limit of the amount of C 3 S is within the above range, the initial strength in hardening of the cement composition can be further improved. The upper limit of the C 3 S content in the cement clinker, although 80.0 mass% or less, preferably not more than 65.0 wt%, more preferably not more than 60.0 wt%, more preferably 54. It is 0% by mass or less, and particularly preferably 48.0% by mass or less. By the upper limit of the C 3 S content is within the above range, more suppress heat generation during curing of the cement composition can suppress the decomposition of the ettringite, it is possible to further suppress the occurrence of DEF. Incidentally, C 3 S content is also difficult preparation of cement clinker it exceeds 80.0 mass%.
セメントクリンカーにおけるＣ３Ａ量の下限値は、６．０質量％以上であるが、好ましくは８．０質量％以上であり、より好ましくは９．０質量％以上であり、更に好ましくは９．５質量％以上であり、更により好ましくは１０．０質量％超であり、特に好ましくは１０．３質量％以上である。Ｃ３Ａ量の下限値を上記範囲内とすることによって、セメントクリンカー原料となる石炭灰等の廃棄物・副産物利用量を増加させたセメント組成物を製造することができる。セメントクリンカーにおけるＣ３Ａ量の上限値は、１５．０質量％以下であるが、好ましくは１４．０質量％以下であるが、より好ましくは１３．５質量％以下であり、更に好ましくは１２．５質量％以下であり、特に好ましくは１０．５質量％未満である。Ｃ３Ａ量の上限値を上記範囲内とすることによって、セメント組成物の硬化時における断熱温度上昇の増加をより低減することができ、ＤＥＦによる膨張を更に抑制することができる。 The lower limit of C 3 A content in the cement clinker, although 6.0% by weight or more, preferably 8.0 mass% or more, more preferably 9.0 mass% or more, more preferably 9. It is 5% by mass or more, more preferably more than 10.0% by mass, and particularly preferably 10.3% by mass or more. By the lower limit of C 3 A content within the above range, it is possible to produce waste by-products usage cement composition having an increased coal ash such as a cement clinker raw material. The upper limit of the C 3 A content in the cement clinker, although 15.0 mass% or less, preferably but not more than 14.0 wt%, more preferably not more than 13.5 wt%, more preferably 12 It is 5.5% by mass or less, and particularly preferably less than 10.5% by mass. The upper limit of the C 3 A content by the above range, it is possible to further reduce the increase in the adiabatic temperature rise during the curing of the cement composition, it is possible to further suppress the expansion due to DEF.
本明細書におけるＣ３Ａ量、及びＣ３Ｓ量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に記載の方法に準拠して測定されたセメントクリンカーの化学分析値を用いて、Ｂｏｇｕｅ式によって算出される値を意味する。 The amount of C 3 A and the amount of C 3 S in the present specification are obtained using the chemical analysis value of cement clinker measured according to the method described in JIS R 5204 “Fluorescence X-ray analysis method of cement”. It means the value calculated by the formula.
セメントクリンカーがＳＯ３及びＲ２Ｏを含んでよい。 Cement clinker may contain SO 3 and R 2 O.
セメントクリンカー中のＳＯ３量は、セメントクリンカー１００質量％を基準として、好ましくは０．１０〜２．００質量％であり、より好ましくは０．１５〜１．５０質量％であり、更により好ましくは０．２０〜１．２０質量％であり、特に好ましくは０．２５〜０．７５質量％である。ＳＯ３量が上述の範囲内であることによって、セメントクリンカー焼成時に使用する廃棄物量をより増加させることが可能であり、当該セメントクリンカーを含むセメント組成物から得られるセメント硬化体におけるＤＥＦをより抑制することができる。 The amount of SO 3 in the cement clinker is preferably 0.10 to 2.00% by mass, more preferably 0.15 to 1.50% by mass, still more preferably, based on 100% by mass of the cement clinker. Is 0.25 to 1.20% by mass, and particularly preferably 0.25 to 0.75% by mass. When the amount of SO 3 is within the above range, the amount of waste used at the time of firing the cement clinker can be further increased, and the DEF in the hardened cement obtained from the cement composition containing the cement clinker is further suppressed. can do.
セメントクリンカー中のＳＯ３量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に記載の方法に準拠して測定したセメントクリンカーの化学分析値を意味する。 The amount of SO 3 in the cement clinker means the chemical analysis value of the cement clinker measured according to the method described in JIS R 5204 “X-ray fluorescence analysis method of cement”.
セメントクリンカー中のＲ２Ｏ量は、セメントクリンカー１００質量％を基準として、好ましくは０．１０〜２．００質量％であり、より好ましくは０．１５〜１．５０質量％であり、更により好ましくは０．２０〜１．２０質量％であり、特に好ましくは０．２５〜０．７５質量％である。Ｒ２Ｏ量が上述の範囲内であることによって、セメントクリンカー焼成時に使用する廃棄物量をより増加させることが可能であり、当該セメントクリンカーを含むセメント組成物から得られるセメント硬化体におけるＤＥＦをより抑制することができる。 R 2 O content in the cement clinker, based on 100% by weight cement clinker, preferably 0.10 to 2.00 wt%, more preferably from 0.15 to 1.50 wt%, even more It is preferably 0.25 to 1.20% by mass, and particularly preferably 0.25 to 0.75% by mass. By R 2 O content is within the above range, it is possible to further increase the amount of waste to be used for cement clinker firing, more the DEF in the cement cured body obtained from the cement composition containing the cement clinker It can be suppressed.
セメントクリンカー中のＲ２Ｏ量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に記載の方法に準拠して測定したセメントクリンカーの化学分析値を用い、下記式から算出される値を意味する。なお、Ｒ２Ｏ量はセメント中の全アルカリ量として、品質規格などに利用されている。なお、下記式中の「％」は「質量％」を意味する。
Ｒ２Ｏ［％］＝Ｎａ２Ｏ［％］＋０．６５８×Ｋ２Ｏ［％］
R 2 O content in the cement clinker, with a chemical analysis of the cement clinker, as measured in accordance with the method described in JIS R 5204 "fluorescent X-ray analysis method cement" means a value calculated from the following equation do. Incidentally, R 2 O amount as a total amount of alkali in the cement, are used like the quality standards. In addition, "%" in the following formula means "mass%".
R 2 O [%] = Na 2 O [%] +0.658 × K 2 O [%]
石膏は、例えば、二水石膏、半水石膏、及び無水石膏を使用することができる。石膏は、１種を単独で使用してもよく、また複数を組み合わせて使用してもよい。上記セメント組成物は、石膏の配合量が比較的高い。セメント組成物における石膏の含有量は、上記セメントクリンカー及び上記石膏の合計の含有量を１００質量％として、ＳＯ３換算で、１．８〜３．５質量％であるが、好ましくは１．９〜３．０質量％であり、より好ましくは２．０〜２．６質量％である。石膏の含有量が上述の範囲内であることによって、セメント組成物の高温養生時の脱型時の圧縮強さや、常温での強度発現性を向上できる。また、石膏の含有量が上述の範囲内であることによって、ＤＥＦの発生を抑制しつつ、可使時間を十分に確保することができる。 As the gypsum, for example, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum can be used. One type of gypsum may be used alone, or a plurality of types of gypsum may be used in combination. The cement composition has a relatively high amount of gypsum. The content of gypsum in the cement composition, the total content of the cement clinker and the gypsum as 100 mass%, converted to SO 3, is a 1.8 to 3.5 wt%, preferably 1.9 It is ~ 3.0% by mass, more preferably 2.0 to 2.6% by mass. When the content of gypsum is within the above range, it is possible to improve the compressive strength of the cement composition during demolding during high-temperature curing and the strength development at room temperature. Further, when the content of gypsum is within the above range, it is possible to sufficiently secure the pot life while suppressing the generation of DEF.
半水石膏の含有量は、上記式（２）における半水石膏割合を充足するように調整する。半水石膏割合は、０〜９０質量％であるが、好ましくは１０〜８０質量％であり、より好ましくは２０〜６０質量％であり、更に好ましくは３０〜５０質量％である。半水石膏割合が上記範囲内であることで、高温での脱型強度を増進し、ＤＥＦの抑制効果をより向上させることができる。さらに半水石膏割合を９０質量％以下とすることで、凝結や流動性を適正に保つことができる。 The content of hemihydrate gypsum is adjusted so as to satisfy the ratio of hemihydrate gypsum in the above formula (2). The proportion of hemihydrate gypsum is 0 to 90% by mass, preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, and further preferably 30 to 50% by mass. When the ratio of hemihydrate gypsum is within the above range, the demolding strength at high temperature can be enhanced, and the effect of suppressing DEF can be further improved. Further, by setting the ratio of hemihydrate gypsum to 90% by mass or less, it is possible to maintain proper coagulation and fluidity.
セメント組成物においては、上記セメントクリンカー及び上記石膏を、予め混合・粉砕したベースセメント（セメントクリンカー及び石膏の混合粉砕物）として含んでもよい。 In the cement composition, the cement clinker and the gypsum may be contained as a base cement (a mixed pulverized product of cement clinker and gypsum) that has been mixed and crushed in advance.
ベースセメントのブレーン比表面積は、好ましくは３０００〜５０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３１００〜４５００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは３１５０〜４０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が上述の範囲内であることで、セメント硬化体の脱型時の圧縮強さをより向上させることができ、セメント組成物の初期の水和発熱を低下させ、セメント硬化体におけるＤＥＦをより抑制することができる。 The brain specific surface area of the base cement is preferably 3000 to 5000 cm 2 / g, more preferably 3100 to 4500 cm 2 / g, and even more preferably 3150 to 4000 cm 2 / g. When the brain specific surface area is within the above range, the compressive strength at the time of demolding of the cement cured product can be further improved, the initial hydration heat generation of the cement composition is reduced, and the DEF in the cement cured product is reduced. Can be further suppressed.
本明細書における「ブレーン比表面積」は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準拠して測定される値を意味する。 “Brain specific surface area” as used herein means a value measured according to the method described in JIS R 5201: 2015 “Physical test method for cement”.
混合材としては、適量の石灰石を含むことが望ましい。石灰石を含むことでセメント組成物の製造におけるＣＯ２排出量の低減、及び高温養生して得られるセメント硬化体の圧縮強さをより向上させることができる。混合材は、石炭灰を更に含んでもよく、石炭灰を含むことでＤＥＦに伴うセメント硬化体の膨張をより抑制することができ、高温養生して得られるセメント硬化体の圧縮強さをより向上させることができる。 It is desirable that the mixed material contains an appropriate amount of limestone. By containing limestone, it is possible to reduce CO 2 emissions in the production of the cement composition and further improve the compressive strength of the hardened cement obtained by high-temperature curing. The mixed material may further contain coal ash, and by containing coal ash, the expansion of the hardened cement body due to DEF can be further suppressed, and the compressive strength of the hardened cement body obtained by high-temperature curing is further improved. Can be made to.
混合材の含有量は、セメント組成物の製造におけるＣＯ２発生量低減を含む低炭素化の観点からは多い方が望ましく、一方でセメント硬化体の物性（例えば、圧縮強さ等）向上の観点からは少ない方が望ましい。混合材の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％であるが、好ましくは２．５〜２７．５質量％であり、より好ましくは３．０〜２０．０質量％であり、更に好ましくは４．０〜１５．０質量％であり、特に好ましくは５．０質量％を超えて１２．５質量％以下である。 The content of the mixed material is preferably high from the viewpoint of low carbonization including reduction of CO 2 generation in the production of the cement composition, while from the viewpoint of improving the physical properties (for example, compressive strength) of the hardened cement product. It is desirable to have less from. The content of the mixed material is 2.0 to 30.0% by mass, preferably 2.5 to 27.5, with the total content of the cement clinker, the plaster and the mixed material as 100% by mass. It is mass%, more preferably 3.0 to 20.0 mass%, further preferably 4.0 to 15.0 mass%, and particularly preferably more than 5.0 mass% and 12.5 mass%. % Or less.
石灰石としては、例えば、一般に販売されている石灰石粉、及び寒水石粉等の炭酸カルシウムを主成分とする粉末を使用することができる。石灰石は、好ましくは、ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」に記載の少量混合成分に適合するものを含む。 As the limestone, for example, commercially available limestone powder and powder containing calcium carbonate as a main component such as cold water stone powder can be used. The limestone preferably contains one that conforms to the small amount of mixed components described in JIS R 5210 "Portland cement".
石灰石のブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜１００００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは４０００〜９０００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは６０００〜８０００ｃｍ２／ｇである。石灰石のブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上であることで、セメント組成物の反応性を向上させることができる。石灰石のブレーン比表面積が１００００ｃｍ２／ｇ以下であることで、ハンドリング性の低下を抑制できる。 The brain specific surface area of limestone is preferably 2500 to 10000 cm 2 / g, more preferably 4000 to 9000 cm 2 / g, and even more preferably 6000 to 8000 cm 2 / g. When the brain specific surface area of limestone is 2500 cm 2 / g or more, the reactivity of the cement composition can be improved. When the brain specific surface area of limestone is 10,000 cm 2 / g or less, deterioration of handleability can be suppressed.
石灰石の含有量は、ＤＥＦ抑制の観点からは少ない方が望ましく、一方で、セメント組成物の製造におけるＣＯ２発生量低減を含む低炭素化の観点からは多い方が望ましい。石灰石の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％として、好ましくは２．０〜２２．５質量％であり、より好ましくは２．２〜１７．０質量％であり、より好ましくは２．５〜１２．５質量％であり、更に好ましくは２．５質量％を超えて１０．０質量％以下である。石灰石の含有量が上述の範囲内であることで、水和発熱をより低減でき、セメント硬化体の強度もより増進することができる。石灰石の含有量が上述の範囲内であることで、セメント硬化体の初期及び長期の強度発現性をより向上させることができる。適量の石灰石の添加は、強度増進や水和発熱の低減に寄与するが、添加量が２２．５質量％を超えると初期及び長期の強度発現性が低下し、ＤＥＦ膨張に悪影響を及ぼす。 The content of limestone is preferably low from the viewpoint of suppressing DEF, while it is desirable to be high from the viewpoint of low carbon dioxide including reduction of CO 2 generation in the production of cement composition. The content of limestone is preferably 2.0 to 22.5% by mass, more preferably 2.2 to 17. It is 0% by mass, more preferably 2.5 to 12.5% by mass, and further preferably more than 2.5% by mass and 10.0% by mass or less. When the content of limestone is within the above range, the heat generation of hydration can be further reduced, and the strength of the hardened cement can be further increased. When the content of limestone is within the above range, the initial and long-term strength development of the hardened cement product can be further improved. The addition of an appropriate amount of limestone contributes to the enhancement of strength and the reduction of heat generation of hydration, but when the addition amount exceeds 22.5% by mass, the initial and long-term strength development is lowered, which adversely affects the DEF expansion.
石炭灰は、例えば、石炭火力発電所から排出される石炭灰を好適に使用できる。上記混合材は、石炭灰及び石灰石に加えて、その他の成分を含んでもよい。例えば、石炭火力発電所の発電ボイラ燃料として、主燃料である石炭と、木屑、やし殻、及び下水汚泥等に由来するバイオマス燃料とを投入して混焼した場合に得られる灰も、混合材として使用することができる。 As the coal ash, for example, coal ash discharged from a coal-fired power plant can be preferably used. The mixed material may contain other components in addition to coal ash and limestone. For example, as a power generation boiler fuel for a coal-fired power plant, ash obtained when coal, which is the main fuel, and biomass fuel derived from wood chips, coconut shells, sewage sludge, etc., are mixed and burned is also a mixed material. Can be used as.
石炭灰のブレーン比表面積は、好ましくは３９００〜１００００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは４２００〜８０００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは４５００〜６５００ｃｍ２／ｇであり、更により好ましくは５０００〜６０００ｃｍ２／ｇである。石炭灰のブレーン比表面積は、例えば、石炭灰の分級、破砕等によって調整することができる。石炭灰のブレーン比表面積はまた、ブレーン比表面積の異なる石炭灰を混合して調整してもよく、粉砕した石炭灰と、分級した石炭灰とを混合することによって調整してもよい。石炭灰の分級方法としては、例えば、空気分級、静電分級、篩い分級、重力場分級、及び遠心力場分級などが挙げられる。石炭灰の粉砕方法としては、例えば、ボールミル、ジェットミル、ロッドミル、及びブレードミル等の機器を用いる方法が挙げられる。 The brain specific surface area of coal ash is preferably 3900 to 10000 cm 2 / g, more preferably 4200 to 8000 cm 2 / g, still more preferably 4500 to 6500 cm 2 / g, and even more preferably 5000 to 6000 cm. It is 2 / g. The brain specific surface area of coal ash can be adjusted by, for example, classification, crushing, etc. of coal ash. The brain specific surface area of coal ash may also be adjusted by mixing coal ash having different brain specific surface areas, or by mixing crushed coal ash and classified coal ash. Examples of the coal ash classification method include air classification, electrostatic classification, sieving classification, gravitational field classification, and centrifugal force field classification. Examples of the method for crushing coal ash include a method using equipment such as a ball mill, a jet mill, a rod mill, and a blade mill.
石炭灰の粒度は適宜調整することができる。石炭灰は、好ましくは、４μｍ残分が４０〜８５体積％であり、かつ３２μｍ残分が０〜２０．０体積％以下であり、より好ましくは、４μｍ残分が４０〜８０体積％であり、かつ３２μｍ残分が０〜１０．０体積％以下であり、更に好ましくは、４μｍ残分が６５〜７７．５体積％であり、かつ３２μｍ残分が０〜５．０体積％以下である。石炭灰の４μｍ残分が４０体積％以上であることで、微細な石炭灰粒子の含有量を低減し、ハンドリング性の低下を抑制することができる。石炭灰の４μｍ残分が４０体積％以上であることでまた、セメント組成物の硬化時における断熱温度上昇の増加をより抑制することができ、ＤＥＦ抑制効果をより長期に維持することができる。石炭灰の３２μｍ残分が２０．０体積％以下であることで、石炭灰の粗大粒子の含有量が少なく、ポゾラン反応性の低下を抑制し、セメント硬化体の強度（例えば、圧縮強さ等）の低下及びＤＥＦ抑制効果の低下をより抑制することができる。 The particle size of coal ash can be adjusted as appropriate. The coal ash preferably has a 4 μm residue of 40 to 85% by volume, a 32 μm residue of 0 to 20.0% by volume or less, and more preferably a 4 μm residue of 40 to 80% by volume. And the 32 μm balance is 0 to 10.0% by volume or less, more preferably the 4 μm balance is 65 to 77.5% by volume and the 32 μm balance is 0 to 5.0% by volume or less. .. When the residual amount of 4 μm of coal ash is 40% by volume or more, the content of fine coal ash particles can be reduced and the deterioration of handleability can be suppressed. When the residual amount of 4 μm of the coal ash is 40% by volume or more, the increase in the adiabatic temperature rise at the time of curing of the cement composition can be further suppressed, and the DEF suppressing effect can be maintained for a longer period of time. When the 32 μm residue of coal ash is 20.0% by volume or less, the content of coarse particles of coal ash is small, the decrease in pozzolan reactivity is suppressed, and the strength of the hardened cement (for example, compressive strength, etc.) ) And the decrease in the DEF suppression effect can be further suppressed.
石炭灰の含有量は、混合材の全量を基準として、好ましくは１５．０〜８５．０質量％であり、より好ましくは２５．０〜７５．０質量％であり、更に好ましくは３５．０〜６０．０質量％であり、特に好ましくは４５．０〜５５．０質量％である。混合材における石炭灰の含有量を上述の範囲内とすることで、セメント硬化体におけるＤＥＦ膨張をより抑制することができ、セメント組成物の高温養生によって得られるセメント硬化体の圧縮強さをより向上させることができる。 The content of coal ash is preferably 15.0 to 85.0% by mass, more preferably 25.0 to 75.0% by mass, still more preferably 35.0, based on the total amount of the mixed material. It is ~ 60.0% by mass, and particularly preferably 45.0 to 55.0% by mass. By setting the content of coal ash in the mixed material within the above range, the DEF expansion in the hardened cement body can be further suppressed, and the compressive strength of the hardened cement body obtained by high-temperature curing of the cement composition can be further increased. Can be improved.
石炭灰の含有量は、ＤＥＦ抑制の観点からは多い方が望ましく、一方で、セメント硬化体の物性（例えば、圧縮強さ等）向上の観点からは少ない方が望ましい。石炭灰の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％として、好ましくは０〜２２．５質量％であり、より好ましくは１．０〜１７．０質量％であり、更に好ましくは１．５〜１２．５質量％であり、特に好ましくは２．５〜７．５質量％である。 The content of coal ash is preferably high from the viewpoint of suppressing DEF, while it is desirable to be low from the viewpoint of improving the physical properties (for example, compressive strength) of the hardened cement product. The content of coal ash is preferably 0 to 22.5% by mass, more preferably 1.0 to 17.0, with the total content of the cement clinker, the gypsum and the mixture being 100% by mass. It is by mass%, more preferably 1.5 to 12.5% by mass, and particularly preferably 2.5 to 7.5% by mass.
上述のセメント組成物に、例えば、細骨材、粗骨材、水及び／又は混和剤、並びに硬化促進剤等を加えることによってモルタル組成物又はコンクリート形成用組成物を製造することができる。上述のセメント組成物を用いて形成されるモルタル及びコンクリートは、優れた断熱温度上昇抑制、強度増進、及びＤＥＦ抑制効果を発揮し得る。 A mortar composition or a concrete-forming composition can be produced by adding, for example, a fine aggregate, a coarse aggregate, water and / or an admixture, a curing accelerator, or the like to the above-mentioned cement composition. The mortar and concrete formed by using the above-mentioned cement composition can exhibit excellent adiabatic temperature rise suppression, strength enhancement, and DEF suppression effects.
細骨材は、ＪＩＳ Ａ ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定の細骨材等を用いることができる。細骨材としては、例えば、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、硬質高炉スラグ細骨材、高炉スラグ細骨材、銅スラグ細骨材、及び電気炉酸化スラグ細骨材等が挙げられる。細骨材は、１種を単独で使用してもよく、また複数を組み合わせて使用してもよい。上述のセメント組成物における細骨材の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量１００質量部に対して、例えば、５０〜５００質量部であってよい。 As the fine aggregate, the fine aggregate specified in JIS A 5005 “Crushed stone and sand for concrete” can be used. Examples of the fine aggregate include river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, hard blast furnace slag fine aggregate, blast furnace slag fine aggregate, copper slag fine aggregate, electric furnace oxidized slag fine aggregate and the like. Be done. As the fine aggregate, one type may be used alone, or a plurality of types may be used in combination. The content of the fine aggregate in the above-mentioned cement composition may be, for example, 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the above-mentioned cement clinker, the above-mentioned gypsum and the above-mentioned mixture.
粗骨材は、ＪＩＳ Ａ ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定の粗骨材等を用いることができる。粗骨材としては、例えば、砂利、砕石、高炉スラグ粗骨材、及び電気炉酸化スラグ粗骨材等が挙げられる。粗骨材は、１種を単独で使用してもよく、また複数を組み合わせて使用してもよい。上述のセメント組成物における粗骨材の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量１００質量部に対して、好ましくは５０〜５００質量部である。 As the coarse aggregate, the coarse aggregate specified in JIS A 5005 “Crushed stone and sand for concrete” can be used. Examples of the coarse aggregate include gravel, crushed stone, blast furnace slag coarse aggregate, and electric furnace oxidized slag coarse aggregate. As the coarse aggregate, one type may be used alone, or a plurality of types may be used in combination. The content of the coarse aggregate in the above-mentioned cement composition is preferably 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the above-mentioned cement clinker, the above-mentioned gypsum and the above-mentioned mixed material.
水としては、例えば、水道水、蒸留水、及び脱イオン水等が挙げられる。上述のセメント組成物における水の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上６０質量部以下である。セメント組成物における水の含有量を上述の範囲内とすることで、所定のフレッシュ性状（流動性、空気量等）及び成形性を十分に確保することができ、得られるセメント硬化体の圧縮強さ及び耐久性の低下も十分抑制することができる。 Examples of water include tap water, distilled water, deionized water and the like. The content of water in the above-mentioned cement composition is preferably 20 parts by mass or more and 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cement clinker, the gypsum and the mixture. By setting the water content in the cement composition within the above range, it is possible to sufficiently secure predetermined fresh properties (fluidity, air content, etc.) and moldability, and the compressive strength of the obtained hardened cement product can be sufficiently ensured. It is also possible to sufficiently suppress a decrease in durability and durability.
混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤、消泡剤、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、及び増粘剤等が挙げられる。混和剤は、求められる性能に応じて、１種を単独で使用してもよく、また複数を組み合わせて使用してもよい。上述のセメント組成物における混和剤の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２質量部である。 Examples of the admixture include an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, a high-performance AE water reducing agent, a fluidizing agent, a defoaming agent, a shrinkage reducing agent, a coagulation accelerator, a coagulation retarder, and an increase. Examples include thickeners. As the admixture, one type may be used alone or a plurality of admixtures may be used in combination depending on the required performance. The content of the admixture in the above-mentioned cement composition is preferably 0.01 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the above-mentioned cement clinker, the above-mentioned gypsum and the above-mentioned mixture.
硬化促進剤としては、例えば、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、無水石膏、生石灰、消石灰、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジエタノールイソプロパノールアミン、ギ酸カルシウム、無水マレイン酸、ロダン酸カルシウム、Ｃ−Ｓ−Ｈナノ粒子、及びチオシアン酸カルシウム等が挙げられる。硬化促進剤は、１種を単独で使用してもよく、また複数を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the curing accelerator include potassium sulfate, sodium sulfate, lithium sulfate, anhydrous gypsum, fresh lime, slaked lime, calcium nitrite, calcium nitrate, calcium chloride, alkali aluminate, alkali carbonate, triethanolamine, triisopropanolamine, and methyl. Examples thereof include diethanolamine, diethanolisopropanolamine, calcium formate, maleic anhydride, calcium rodaneate, CSH nanoparticles, calcium thiocyanate and the like. As the curing accelerator, one type may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.
上述のセメント組成物における硬化促進剤の含有量は、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２０．０質量部であり、より好ましくは３．０〜１５．０質量部であり、更に好ましくは６．０〜１０．０質量部以下である。硬化促進剤の含有量が上述の範囲内であることで、硬化促進効果を十分に発揮させると共に、凝結の促進及び流動性の低下などを抑制することができる。 The content of the hardening accelerator in the above-mentioned cement composition is preferably 0.1 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the above-mentioned cement clinker, the above-mentioned plaster and the above-mentioned mixture, and more preferably. Is 3.0 to 15.0 parts by mass, more preferably 6.0 to 10.0 parts by mass or less. When the content of the curing accelerator is within the above range, the curing promoting effect can be sufficiently exerted, and the promotion of coagulation and the decrease in fluidity can be suppressed.
上述のセメント組成物のブレーン比表面積は、好ましくは３０００〜６０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３０５０〜５０００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは３１００〜４５００ｃｍ２／ｇであり、特に好ましくは３１５０〜４０００ｃｍ２／ｇであり、最も好ましくは３２００〜３８００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上であると、脱型時の強度発現性が向上し、６０００ｃｍ２／ｇ以下であると初期の水和発熱が低下し、ＤＥＦをより抑制することができる。 The brain specific surface area of the above-mentioned cement composition is preferably 3000 to 6000 cm 2 / g, more preferably 305 to 5000 cm 2 / g, still more preferably 3100 to 4500 cm 2 / g, and particularly preferably 3150. It is ~ 4000 cm 2 / g, and most preferably 3200 to 3800 cm 2 / g. When Blaine specific surface area is 3000 cm 2 / g or more, it is possible to improve strength development at the time of demolding, is not more than 6000 cm 2 / g reduces the initial heat of hydration, to further suppress the DEF.
上述のセメント組成物は、例えば、以下のような方法によって製造することができる。セメント組成物の製造方法の一実施形態は、Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ３Ｓ量が２０．０〜８０．０質量％であり、Ｃ３Ａ量が６．０〜１５．０質量％であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を混合する工程（混合工程）を備える。 The above-mentioned cement composition can be produced, for example, by the following method. An embodiment of a method of producing a cement composition, a C 3 S content is 20.0 to 80.0 wt% as calculated by the Bogue formulas, C 3 A weight is 6.0 to 15.0 wt% A step (mixing step) of mixing a certain cement clinker, gypsum, and a mixed material is provided.
上記製造方法においては、上記工程において、上記石膏の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％としてＳＯ３換算で１．８〜３．５質量％となり、上記混合材の含有量が、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％となり、上記Ｃ３Ｓ量と、上記Ｃ３Ａ量と、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、上記石膏に由来するＳＯ３量とが、下記記式（１）の関係を満たすように、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の配合を調整する。
［Ｃ３Ｓ量（質量％）］≦α×［Ｃ３Ａ量（質量％）−９．０］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β−１０．０×［ＳＯ３量（質量％）］ …式（１）
In the above-described manufacturing method, in the step, the content of the gypsum, becomes 1.8 to 3.5 mass% converted to SO 3 the cement clinker, the total amount of the gypsum and the mixed material as 100 mass%, the content of the mixed material, the cement clinker, as 100% by mass of the total amount of the gypsum and the mixed material, becomes 2.0 to 30.0 wt%, the C 3 S content and, the C 3 a content The total content of the cement clinker, the gypsum and the mixed material is 100% by mass, and the content of coal ash and the amount of SO 3 derived from the gypsum satisfy the relationship of the following formula (1). As described above, the composition of the cement clinker, the gypsum and the mixture is adjusted.
[C 3 S amount (mass%)] ≤ α x [C 3 A amount (mass%) -9.0] + 2.0 x [coal ash content (mass%)] + β-10.0 x [SO 3 quantities (mass%)]… Equation (1)
上記式（１）における上記αは、下記式（２）で表される値である。
α＝（−２．５×［ＳＯ３量（質量％）］）×（１００−［半水石膏割合（質量％）］）／１００ …式（２）
The α in the above formula (1) is a value represented by the following formula (2).
α = (-2.5 x [SO 3 amount (mass%)]) x (100- [semi-gypsum ratio (mass%)]) / 100 ... Equation (2)
上記式（２）における上記半水石膏割合は上記石膏の全量に対する半水石膏の割合（質量％）を示し、下記式（３）で求められる値を意味する。
［半水石膏割合（質量％）］＝１００×［半水石膏の全質量（質量％）］／［石膏の全質量（質量％）］ …式（３）
The ratio of the hemihydrate gypsum in the above formula (2) indicates the ratio (mass%) of the hemihydrate gypsum to the total amount of the above gypsum, and means a value obtained by the following formula (3).
[Semi-hydrated gypsum ratio (mass%)] = 100 × [total mass of hemihydrate gypsum (mass%)] / [total mass of gypsum (mass%)]… Equation (3)
上記式（１）における、上記βは７５．０以下の実数であるが、好ましくは７５．０であり、より好ましくは７０．０であり、更に好ましくは６５．０である。βが低いほどＤＥＦの抑制効果が向上する。 In the above formula (1), the above β is a real number of 75.0 or less, but is preferably 75.0, more preferably 70.0, and even more preferably 65.0. The lower the β, the better the effect of suppressing DEF.
混合工程における各種成分の混合順序は適宜調整してよく、例えば、セメントクリンカー及び石膏を先に混合しベースセメントを調製し、その後に混合材を混合してもよく、セメントクリンカー、石膏及び混合材を一度に混合してもよい。混合工程は、各種成分を粉砕する粉砕工程を兼ねてもよい。例えば、上記製造方法は、セメントクリンカー、石膏、及び混合材を粉砕機に投入し混合及び粉砕する混合工程を備えてもよい。混合工程がセメントクリンカー、石膏、及び混合材を混合及び粉砕する工程であることで、ＤＥＦの抑制効果により優れるセメント組成物を製造することができる。 The mixing order of the various components in the mixing step may be appropriately adjusted, for example, the cement clinker and gypsum may be mixed first to prepare the base cement, and then the mixed material may be mixed, and the cement clinker, gypsum and mixed material may be mixed. May be mixed at once. The mixing step may also serve as a crushing step of crushing various components. For example, the above-mentioned production method may include a mixing step in which cement clinker, gypsum, and a mixing material are put into a crusher and mixed and crushed. Since the mixing step is a step of mixing and pulverizing the cement clinker, gypsum, and the mixed material, it is possible to produce a cement composition excellent in the effect of suppressing DEF.
混合工程における各種成分の混合は、例えば、パン型ミキサー、傾胴式ミキサー、リボンミキサー等の混合機を用いて行ってよい。また、セメントクリンカーの粉砕工程時に高Ｃ３Ａセメントクリンカーと石膏と上記石炭灰を粉砕機（ボールミル等）に投入して混合粉砕することで製造することも可能である。これにより、ＤＥＦの抑制効果の高いセメント組成物を製造することができる。 Mixing of various components in the mixing step may be performed using, for example, a mixer such as a pan-type mixer, a tilting mixer, or a ribbon mixer. It is also possible to manufacture by pouring to mixing and grinding a high C 3 A cement clinker, gypsum and the coal ash during a process of grinding the cement clinker to the crusher (ball mill). This makes it possible to produce a cement composition having a high DEF suppressing effect.
以上、幾つかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。また、上述した実施形態についての説明内容は、互いに適用することができる。 Although some embodiments have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. In addition, the contents of the description of the above-described embodiments can be applied to each other.
以下、実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明する。ただし、本開示は、下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the contents of the present disclosure will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.
［ベースセメント（セメントクリンカー及び石膏の混合物）の調製］
表１に後述する実施例及び比較例で使用したベースセメント（ＮＣ１〜ＮＣ６）を示す。ベースセメント（ＮＣ１〜ＮＣ６）は、いずれも少量添加成分の混和材を添加せずに、まずセメントクリンカーに二水石膏を添加し、ブレーン比表面積が３３００±１００ｃｍ２／ｇとなるようにボールミルで粉砕して調製した。ベースセメント中の全ＳＯ３量が１．９質量％±０．１質量％となるように二水石膏量を調整して添加した。
[Preparation of base cement (mixture of cement clinker and gypsum)]
Table 1 shows the base cements (NC1 to NC6) used in Examples and Comparative Examples described later. For the base cements (NC1 to NC6), first add dihydrate gypsum to the cement clinker without adding a small amount of admixture, and then use a ball mill to make the brain specific surface area 3300 ± 100 cm 2 / g. Prepared by crushing. The amount of dihydrate gypsum was adjusted and added so that the total amount of SO 3 in the base cement was 1.9% by mass ± 0.1% by mass.
表１には、ベースセメントのブレーン比表面積、化学成分、及びＢｏｇｕｅ式によって算出されるセメントクリンカーの鉱物組成を示した。ベースセメントのブレーン比表面積はＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に基づき求めた。ベースセメントの化学組成、及びセメントクリンカーの鉱物組成はＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に基づき、分析を行なった。蛍光Ｘ線分析には株式会社リガク製のＳｉｍｕｌｔｉｘ１２を用いた。 Table 1 shows the brain specific surface area of the base cement, the chemical composition, and the mineral composition of the cement clinker calculated by the Bougue formula. The brain specific surface area of the base cement was determined based on JIS R 5201 “Physical test method for cement”. The chemical composition of the base cement and the mineral composition of the cement clinker were analyzed based on JIS R 5204 "X-ray fluorescence analysis method of cement". Simultix 12 manufactured by Rigaku Co., Ltd. was used for fluorescent X-ray analysis.
［石炭灰（フライアッシュ）］
表２に後述する実施例及び比較例で使用した石炭灰（Ｆ１）を示す。石炭灰（ＦＡ１）は、火力発電所から採取した石炭灰を、旋回気流式分離機（日清エンジニアリング株式会社製、ターボクラシファイア）を用いて３０００ｒｐｍの条件下で分級し、粗粉分を除去して、得られた微粉の分画を更に６０００ｒｐｍの条件下で分級し、極細かい微粒分を除去して、粒度を調整したうえで用いた。
[Coal ash (fly ash)]
Table 2 shows the coal ash (F1) used in Examples and Comparative Examples described later. Coal ash (FA1) is obtained by classifying coal ash collected from a thermal power plant using a swirling air flow separator (Turbo Classifier manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.) under the condition of 3000 rpm to remove coarse powder. Then, the fraction of the obtained fine powder was further classified under the condition of 6000 rpm, very fine fine particles were removed, and the particle size was adjusted before use.
表２には、石炭灰のブレーン比表面積、及び粒度を示す。石炭灰のブレーン比表面積はＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に基づいて求めた。石炭灰の粒度分布は、株式会社島津製作所製のレーザー回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ２２００を用いて、石炭灰をエタノール中に分散させて測定した。 Table 2 shows the brain specific surface area and particle size of coal ash. The brain specific surface area of coal ash was determined based on JIS R 5201 “Physical test method for cement”. The particle size distribution of coal ash was measured by dispersing the coal ash in ethanol using a laser diffraction type particle size distribution measuring device SALD2200 manufactured by Shimadzu Corporation.
［石灰石］
後述する実施例及び比較例で使用した石灰石（ＣＣ）は、宇部マテリアルズ株式会社製の３２５メッシュ品（４５μｍふるい通過分）を用いた。当該３２５メッシュ品は、ブレーン比表面積が７４７０ｃｍ２／ｇ、炭酸カルシウム含有量が９０質量％以上、酸化アルミニウム含有量が１．０質量％以下であり、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２０１９「ポルトランドセメント」の少量混合成分に適合するものを用いた。
［細骨材］
ＤＥＦ試験及び圧縮強さ測定では、細骨材として、セメント協会(一社)のセメント強さ試験用標準砂を用いた。
[Lime stone]
As the limestone (CC) used in Examples and Comparative Examples described later, a 325 mesh product (for passing through a 45 μm sieve) manufactured by Ube Material Industries Ltd. was used. The 325 mesh product has a specific surface area of 7470 cm 2 / g, a calcium carbonate content of 90% by mass or more, an aluminum oxide content of 1.0% by mass or less, and a small amount of JIS R 5210: 2019 "Portland cement". The one suitable for the mixed component was used.
[Fine aggregate]
In the DEF test and the compressive strength measurement, standard sand for the cement strength test of the Cement Association (one company) was used as the fine aggregate.
（実施例１〜１２、及び比較例４）
ベースセメント、石炭灰及び石灰石を表３に示す配合割合（質量％）で、混合及び粉砕することで、セメント組成物を調製した。ベースセメント（ＮＣ）、石炭灰（ＦＡ）、石灰石（ＣＣ）の合量１００質量部に対して、二水石膏及び半水石膏の合計の配合量がＳＯ３換算で１．０質量部分となるように、二水石膏及び半水石膏を外割で添加した。半水石膏割合は、セメント組成物中の全石膏質量に対する全半水石膏質量の比率として計算した。また、セメント組成物中の石膏由来のＳＯ３量は、セメント組成物１００質量％中の石膏に含まれるＳＯ３量を質量％で計算した。ここで、二水石膏（２Ｈ２Ｏ・ＣａＳＯ４）の分子量は１７２、半水石膏（０．５Ｈ２Ｏ・ＣａＳＯ４）の分子量は１４５、ＳＯ３の分子量は８０として、計算した。
(Examples 1 to 12 and Comparative Example 4)
A cement composition was prepared by mixing and pulverizing the base cement, coal ash and limestone at the blending ratios (mass%) shown in Table 3. The total amount of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum is 1.0 part by mass in terms of SO 3 with respect to 100 parts by mass of the total amount of base cement (NC), coal ash (FA), and limestone (CC). As described above, dihydrate gypsum and semi-hydrated gypsum were added by external split. The hemihydrate gypsum ratio was calculated as the ratio of the total hemihydrate gypsum mass to the total gypsum mass in the cement composition. The amount of SO 3 derived from gypsum in the cement composition was calculated by mass% of the amount of SO 3 contained in gypsum in 100% by mass of the cement composition. Here, the molecular weight of dihydrate gypsum (2H 2 O · CaSO 4 ) was 172, the molecular weight of hemihydrate gypsum (0.5H 2 O · CaSO 4 ) was 145, and the molecular weight of SO 3 was 80.
［ＤＥＦ試験及び圧縮強さ測定］
（モルタル組成物の調製）
実施例及び比較例で調製した各組成物に対して、細骨材としてのセメント協会(一社)のセメント強さ試験用標準砂、及び水を配合し、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準拠してモルタル組成物を調製した。モルタル組成物の配合は表４に示した。
[DEF test and compressive strength measurement]
(Preparation of mortar composition)
To each composition prepared in Examples and Comparative Examples, standard sand for cement strength test of Cement Association (one company) as a fine aggregate and water were blended, and JIS R 5201: 2015 “Cement Physics” was added. A mortar composition was prepared according to the method described in "Test Method". The composition of the mortar composition is shown in Table 4.
（ＤＥＦ試験）
セメント組成物中の全ＳＯ３量が６．２質量％となるように調整し、更に９０℃の高温での前養生を施すことで、ＤＥＦを生じやすい条件の下で行った。これは、高温養生及びＳＯ３量の増加が無い場合には、ＤＥＦによる膨張を生じない場合があり得、観測を容易なものとするために、上述の調整を行った。
(DEF test)
The total amount of SO 3 in the cement composition was adjusted to 6.2% by mass, and pre-curing at a high temperature of 90 ° C. was carried out under conditions in which DEF was likely to occur. This is because when there is no increase in the high-temperature curing and SO 3 amount, there may be a case that does not cause expansion due DEF, in order to observations made easy, was adjusted as described above.
より具体的には、まずモルタル組成物に硬化促進剤として硫酸カリウムを添加した後、練り混ぜ及び型詰めを行った。次に、型枠を封かん状態にして恒温槽に入れ、２０℃において４時間かけて養生し、２時間かけて９０℃まで上昇させ、９０℃において１２時間保持した。１２時間経過後、４時間かけて２０℃まで温度を下げ、２０℃において２時間養生した。その後、脱型し、セメント硬化体（ここではモルタル硬化体）を得た。 More specifically, potassium sulfate was first added to the mortar composition as a curing accelerator, and then kneaded and molded. Next, the mold was placed in a constant temperature bath in a sealed state, cured at 20 ° C. for 4 hours, raised to 90 ° C. over 2 hours, and held at 90 ° C. for 12 hours. After 12 hours, the temperature was lowered to 20 ° C. over 4 hours, and the mixture was cured at 20 ° C. for 2 hours. Then, it was demolded to obtain a hardened cement product (here, a hardened mortar product).
上述の方法で調製されたモルタル硬化体について、２０℃の恒温室にて水中養生を行い、各水準について３本のモルタル硬化体の長さ変化量を測定した。長さ変化量の測定方法は、ＪＩＳ Ａ １１２９−３：２０１０「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」の記載に準拠して、ダイヤルゲージを用いて、脱型時を基長として、水中養生材齢７日目、１４日目、２８日目、その後は２８日間経過毎にモルタル硬化体を水中から取り出して、長さ変化量を測定した。２本のモルタル硬化体の表裏の４か所にて、長さ変化量を測定し、その平均値を、対象とするモルタル硬化体の長さ変化量とした。得られた長さ変化量をストレインゲージの間隔（１００ｍｍ）で除した値を、モルタル硬化体の膨張率とし、水中養生材齢１１２日目のモルタル硬化体について以下の基準でＤＥＦ及びＤＥＦにともなるモルタル硬化体の膨張抑制の程度を評価した。評価がＣ以上であれば、実用上充分なＤＥＦに伴うモルタル硬化体の膨張の抑制効果があると判断した。結果を表５に示す。
Ａ：モルタル硬化体の膨張率が０．０３％以下である。
Ｂ：モルタル硬化体の膨張率が０．０３％超０．０５％以下である。
Ｃ：モルタル硬化体の膨張率が０．０５％超０．１０％以下である。
Ｄ：モルタル硬化体の膨張率が０．１０％超である。
The cured mortar prepared by the above method was cured in water in a constant temperature room at 20 ° C., and the amount of change in length of three cured mortars was measured at each level. The method for measuring the amount of change in length is based on the description in JIS A 1129-3: 2010 "Measuring method for measuring the change in length of mortar and concrete", using a dial gauge, and underwater curing based on the base length at the time of demolding. The cured mortar was taken out of the water on the 7th, 14th, and 28th days of the age of the material, and every 28 days thereafter, and the amount of change in length was measured. The amount of change in length was measured at four locations on the front and back of the two cured mortars, and the average value was taken as the amount of change in length of the target cured mortar. The value obtained by dividing the obtained amount of change in length by the interval of the strain gauge (100 mm) was defined as the expansion rate of the cured mortar, and the cured mortar at 112 days of age of the underwater curing material was subjected to DEF and DEF according to the following criteria. The degree of suppression of expansion of the cured mortar was evaluated. If the evaluation is C or higher, it is judged that there is a practically sufficient effect of suppressing the expansion of the cured mortar with DEF. The results are shown in Table 5.
A: The expansion coefficient of the cured mortar is 0.03% or less.
B: The expansion coefficient of the cured mortar is more than 0.03% and 0.05% or less.
C: The expansion coefficient of the cured mortar is more than 0.05% and 0.10% or less.
D: The expansion coefficient of the cured mortar is more than 0.10%.
（脱型時の圧縮強さ測定）
練り混ぜから２４時間時点での脱型時の圧縮強さを測定した。圧縮強さの測定は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準拠した。測定は上記３本のうち１本を対象として行い、２回の測定を行って得られた平均値を脱型時の圧縮強さとし、下記の基準で評価した。各モルタル硬化体について、下記の基準で評価した。評価がＤ以上であれば、優れた圧縮強さを有すると判断した。結果を表５に示す。
Ａ：圧縮強さが４０ＭＰａ以上である。
Ｂ：圧縮強さが３７．５ＭＰａ以上４０ＭＰａ未満である。
Ｃ：圧縮強さが３２ＭＰａ以上３７．５ＭＰａ未満である。
Ｄ：圧縮強さが３０ＭＰａ以上３２ＭＰａ未満である。
Ｅ：圧縮強さが２０ＭＰａ以上３０ＭＰａ未満である。
Ｆ：圧縮強さが２０ＭＰａ未満である。
(Measurement of compressive strength during demolding)
The compressive strength at the time of demolding 24 hours after kneading was measured. The measurement of compressive strength was based on the method described in JIS R 5201: 2015 “Physical test method for cement”. The measurement was performed on one of the above three, and the average value obtained by performing the measurement twice was taken as the compression strength at the time of demolding and evaluated according to the following criteria. Each cured mortar was evaluated according to the following criteria. If the evaluation is D or more, it is judged that the product has excellent compressive strength. The results are shown in Table 5.
A: The compressive strength is 40 MPa or more.
B: The compressive strength is 37.5 MPa or more and less than 40 MPa.
C: The compressive strength is 32 MPa or more and less than 37.5 MPa.
D: The compressive strength is 30 MPa or more and less than 32 MPa.
E: The compressive strength is 20 MPa or more and less than 30 MPa.
F: Compressive strength is less than 20 MPa.
表５に示されるとおり、半水石膏割合が０質量％である実施例１〜２及び比較例１〜４の結果から、式（１）の関係を充足する実施例１〜２のモルタル組成物は、式（１）の関係を充足しない比較例１〜４の組成物とは異なり、ＤＥＦに伴うモルタル硬化体の膨張率が低く、脱型時の圧縮強さも十分なものとなることが確認された。また半水石膏割合が４０質量％前後である、実施例３〜５及び比較例５〜７の結果を比較しても同様に式（１）の関係を充足することで、ＤＥＦに伴うモルタル硬化体の膨張が抑制され、脱型時の圧縮強さにも優れることが確認された。 As shown in Table 5, from the results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 4 in which the ratio of hemihydrate gypsum is 0% by mass, the mortar composition of Examples 1 and 2 satisfying the relationship of the formula (1). Unlike the compositions of Comparative Examples 1 to 4 that do not satisfy the relationship of the formula (1), it was confirmed that the expansion rate of the cured mortar with DEF is low and the compressive strength at the time of demolding is sufficient. Was done. Further, even when the results of Examples 3 to 5 and Comparative Examples 5 to 7 in which the ratio of hemihydrate gypsum is about 40% by mass are compared, the mortar hardening associated with DEF is similarly satisfied by satisfying the relationship of the formula (1). It was confirmed that the expansion of the body was suppressed and the compressive strength at the time of demolding was also excellent.
同一のベースセメント（ＮＣ２）を含む比較例１の組成物と実施例４のモルタル組成物との比較から、半水石膏割合を０質量％から４０質量％前後まで増加させ、式（１）の関係を充足するように配合を調整することによって、ＤＥＦに伴うモルタル硬化体の膨張を抑制することができ、且つ脱型時の圧縮強さも向上させることができることが確認された。半水石膏割合の増加によって、ＤＥＦに伴うモルタル硬化体の膨張を抑制できる傾向があることが確認された。また、同一のベースセメントを含む、実施例１及び実施例３、並びに、実施例２及び実施例５の比較からも同様に、半水石膏割合を０質量％から４０質量％前後まで増加させ、式（１）の関係を充足するように配合を調整することで、脱型時の圧縮強さが増加することが確認された。 From the comparison between the composition of Comparative Example 1 containing the same base cement (NC2) and the mortar composition of Example 4, the proportion of hemihydrate gypsum was increased from 0% by mass to around 40% by mass, and the formula (1) was used. It was confirmed that the expansion of the cured mortar due to DEF can be suppressed and the compressive strength at the time of demolding can be improved by adjusting the composition so as to satisfy the relationship. It was confirmed that an increase in the proportion of hemihydrate gypsum tends to suppress the expansion of the cured mortar with DEF. Similarly, from the comparison of Examples 1 and 3 and Examples 2 and 5 containing the same base cement, the ratio of hemihydrate gypsum was increased from 0% by mass to around 40% by mass. It was confirmed that the compressive strength at the time of demolding was increased by adjusting the composition so as to satisfy the relationship of the formula (1).
また、参考例１の組成物と実施例２のモルタル組成物とは石膏の添加量以外は同一の材料、同一の配合である。参考例１は、セメントクリンカー、石膏及び混合材の合計に対するＳＯ３量の要件以外は、本開示にかかるセメント組成物の要件を充足するものの、脱型時の強度が不足する結果を示した。一方で、外添石膏によって、石膏由来のＳＯ３量を増加させて、セメントクリンカー、石膏及び混合材の合計に対するＳＯ３量を含む本開示のセメント組成物の要件を充足する実施例２のモルタル組成物用いた場合は、脱型時の圧縮強さが大きく増加することが確認された。 Further, the composition of Reference Example 1 and the mortar composition of Example 2 have the same material and the same composition except for the amount of gypsum added. Reference Example 1, cement clinker, except total SO 3 content for requirements of gypsum and admixtures, but satisfies the requirements of such a cement composition of the present disclosure, showing the results of strength during demolding becomes insufficient. On the other hand, the mortar of Example 2 which increases the amount of SO 3 derived from gypsum by the external gypsum to satisfy the requirements of the cement composition of the present disclosure including the amount of SO 3 with respect to the total amount of cement clinker, gypsum and mixture. It was confirmed that when the composition was used, the compressive strength at the time of demolding was greatly increased.
本開示によれば、ＳＯ３量及びＣ３Ａ量が多い場合でも、セメント製造時のＣＯ２排出量を従前よりも低減して製造することが可能であり、ＤＥＦにともなう膨張を抑制し、高温養生後の脱型時の圧縮強さに優れるセメント硬化体を製造可能なセメント組成物、及びその製造方法を提供できる。 According to the present disclosure, even when the amount of SO 3 and C 3 A is large, it is possible to reduce the amount of CO 2 emitted during cement manufacturing as compared with the conventional one, and it is possible to suppress the expansion due to DEF. It is possible to provide a cement composition capable of producing a hardened cement product having excellent compressive strength at the time of demolding after high temperature curing, and a method for producing the same.
Claims (9)
石膏と、
混合材と、を含有し、
前記石膏の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計量を１００質量％として、ＳＯ３換算で１．８〜３．５質量％であり、
前記混合材の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％であり、
前記Ｃ３Ｓ量と、前記Ｃ３Ａ量と、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、前記石膏に由来するＳＯ３量とが、
［Ｃ３Ｓ量（質量％）］≦α×［Ｃ３Ａ量（質量％）−９．０］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β−１０．０×［ＳＯ３量（質量％）］ …式（１）
［前記式（１）において、前記αは、
α＝（−２．５×［ＳＯ３量（質量％）］）×（１００−［半水石膏割合（質量％）］）／１００ …式（２）
で表され、前記半水石膏割合は前記石膏の全量に対する半水石膏の割合を示し、前記半水石膏割合は０〜９０質量％であり、
前記βは７５．０以下の実数である。］
の関係を満たす、セメント組成物。 Bogue a C 3 S content is 20.0 to 80.0 wt% calculated by equation cement clinker is C 3 A quantity from 6.0 to 15.0 wt%,
With plaster
Containing with the mixture,
The content of the gypsum, the cement clinker, the total amount of the gypsum and the admixture as 100 mass%, of 1.8 to 3.5 mass% converted to SO 3,
The content of the mixed material is 2.0 to 30.0% by mass, where the total amount of the cement clinker, the gypsum and the mixed material is 100% by mass.
The total content of the C 3 S amount, the C 3 A amount, the cement clinker, the gypsum, and the mixed material is 100% by mass, the content of coal ash, and the amount of SO 3 derived from the gypsum. but,
[C 3 S amount (mass%)] ≤ α x [C 3 A amount (mass%) -9.0] + 2.0 x [coal ash content (mass%)] + β-10.0 x [SO 3 quantities (mass%)]… Equation (1)
[In the formula (1), the α is
α = (-2.5 x [SO 3 amount (mass%)]) x (100- [semi-gypsum ratio (mass%)]) / 100 ... Equation (2)
The ratio of the hemihydrate gypsum indicates the ratio of the hemihydrate gypsum to the total amount of the gypsum, and the ratio of the hemihydrate gypsum is 0 to 90% by mass.
The β is a real number of 75.0 or less. ]
Cement composition that meets the relationship of.
前記セメントクリンカー１００質量％における、前記ＳＯ３量が０．１０〜２．００質量％であり、且つ前記Ｒ２Ｏ量が０．１０〜２．００質量％である、請求項１に記載のセメント組成物。 The cement clinker contains SO 3 and R 2 O and contains
In the cement clinker to 100 mass%, the SO 3 content is 0.10 to 2.00 wt%, and the R 2 O content is 0.10 to 2.00 wt%, of claim 1 Cement composition.
前記石灰石の含有量が、前記混合材の全量を基準として、２．０〜２２．５質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセメント組成物。 The mixture contains limestone
The cement composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the limestone is 2.0 to 22.5% by mass based on the total amount of the mixed material.
前記石炭灰の含有量が、前記混合材の全量を基準として、１５．０〜８５．０質量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセメント組成物。 The mixture contains coal ash and
The cement composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the coal ash is 15.0 to 85.0% by mass based on the total amount of the mixed material.
前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計量１００質量部に対する前記硬化促進剤の含有量が０．１〜２０．０質量部である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセメント組成物。 Further contains a curing accelerator,
The invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the content of the curing accelerator is 0.1 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cement clinker, the gypsum and the mixture. Cement composition.
前記工程において、前記石膏の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計量を１００質量％としてＳＯ３換算で１．８〜３．５質量％となり、前記混合材の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計量を１００質量％として、２．０〜３０．０質量％となり、前記Ｃ３Ｓ量と、前記Ｃ３Ａ量と、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量と、前記石膏に由来するＳＯ３量とが、
［Ｃ３Ｓ量（質量％）］≦α×［Ｃ３Ａ量（質量％）−９．０］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β−１０．０×［ＳＯ３量（質量％）］ …式（１）
［前記式（１）において、前記αは、
α＝（−２．５×［ＳＯ３量（質量％）］）×（１００−［半水石膏割合（質量％）］）／１００ …式（２）
で表され、前記半水石膏割合は前記石膏の全量に対する半水石膏の割合を示し、前記半水石膏割合は０〜９０質量％であり、
前記βは７５．０以下の実数である。］
の関係を満たすように、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の配合を調整することを特徴とする、セメント組成物の製造方法。 Bogue a C 3 S content is 20.0 to 80.0 wt% calculated by equation cement clinker is C 3 A quantity from 6.0 to 15.0% by weight, and plaster, and mixed material, With the process of mixing
In the step, the content of the gypsum, the cement clinker, becomes 1.8 to 3.5 mass% converted to SO 3 to the total amount of the gypsum and the admixture as 100 mass%, the content of the admixture but the cement clinker, as 100% by mass of the total amount of the gypsum and the mixing member, becomes 2.0 to 30.0 wt%, and the C 3 S content and the C 3 a content, the cement clinker, The total content of the gypsum and the mixed material is 100% by mass, and the content of coal ash and the amount of SO 3 derived from the gypsum are
[C 3 S amount (mass%)] ≤ α x [C 3 A amount (mass%) -9.0] + 2.0 x [coal ash content (mass%)] + β-10.0 x [SO 3 quantities (mass%)]… Equation (1)
[In the formula (1), the α is
α = (-2.5 x [SO 3 amount (mass%)]) x (100- [semi-gypsum ratio (mass%)]) / 100 ... Equation (2)
The ratio of the hemihydrate gypsum indicates the ratio of the hemihydrate gypsum to the total amount of the gypsum, and the ratio of the hemihydrate gypsum is 0 to 90% by mass.
The β is a real number of 75.0 or less. ]
A method for producing a cement composition, which comprises adjusting the composition of the cement clinker, the gypsum and the mixture so as to satisfy the above relationship.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020064404A JP2021160986A (en) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Cement composition, and cement composition production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020064404A JP2021160986A (en) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Cement composition, and cement composition production method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021160986A true JP2021160986A (en) | 2021-10-11 |
Family
ID=78002456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020064404A Pending JP2021160986A (en) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Cement composition, and cement composition production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021160986A (en) |
-
2020
- 2020-03-31 JP JP2020064404A patent/JP2021160986A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5818579B2 (en) | Neutralization suppression type early strong cement composition | |
| JP5791927B2 (en) | Method for producing highly active cement clinker | |
| JP4834574B2 (en) | Cement composition for high fluidity concrete and high fluidity concrete composition | |
| KR20080055937A (en) | Cement additive and cement composition | |
| JP5750011B2 (en) | Blast furnace cement composition | |
| JP7218083B2 (en) | Method for producing cement composition | |
| JP2011136885A (en) | Quick-hardening material for low temperature and cement-containing material containing the same | |
| JP6947501B2 (en) | Cement composition | |
| JP2020055696A (en) | Geopolymer composition and mortar and concrete using the same | |
| JP5737710B2 (en) | Coal ash mixed cement composition | |
| JP4494743B2 (en) | Method for producing cement composition | |
| JP6234739B2 (en) | Method for producing hardened cement and hardened cement | |
| JP7103869B2 (en) | Cement composition | |
| JP2002068804A (en) | Concrete composition | |
| JP7051610B2 (en) | Cement composition and its manufacturing method | |
| JP2021160986A (en) | Cement composition, and cement composition production method | |
| JP2021160991A (en) | Cement composition, and cement composition production method | |
| JP6867801B2 (en) | Cement composition | |
| JP5350770B2 (en) | Cement composition | |
| JP2021160985A (en) | Cement composition and cement composition production method, and durability-enhancing admixture | |
| JP2009001449A (en) | Expansive composition | |
| JP2021160992A (en) | Cement composition, and cement composition production method | |
| JP7185508B2 (en) | cement composition | |
| JP6207992B2 (en) | Cement admixture and cement composition-hardened cement using the same | |
| JP7185509B2 (en) | cement composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220627 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240325 |